全国大学生电子设计竞赛论文
液体点滴速度
监控装置
作 者：刘月龙 曹中平 王善磊
作者单位：吉林大学
指导教师：曹军胜 李宝华 王剑钢
获奖情况：第六届全国大学生电子设计竞赛二等奖
第六届全国大学生电子设计竞赛吉林赛区一等奖
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F题 液体点滴速度监控装置
作 者：刘月龙 曹中平 王善磊
作者单位：吉林大学
指导教师：曹军胜 李宝华 王剑钢
2003年全国大学生电子设计竞赛
1液体点滴速度监控装置
摘 要
本系统以89C52单片机为核心，辅以步进电机驱动、键盘、LCD显示、LED显示、光
电传感器数据采集等电路组成，实现了一个由一个主站控制多个从站的有线液体点滴速度监
控系统。电机控制使用了模糊控制的控制算法，可以有效的减小超调量和静态误差，缩短调
节时间。主机使用LCD显示，用户界面友好。该设计较好地实现了液体点滴速度监控装置
的所要求的功能。
Abstract
The system is designed to construct a wired monitor system of a master station controlling
multiple slave stations,with a micro-controller 89C52 as the key, complimented by stepper motor
drive, keyboard, LCD display, LED display and photoelectric censor data collection circuit. The
combination of fuzzy control working on the motor drive can effectively reduce the amount of
全国大学生电子设计竞赛
Revised as of 23 November 2020 2017年全国大学生电子设计竞赛
远程幅频特性测试装置（H题）
2017年8月12日
摘要
本远程幅频特性测试装置是由信号源、放大器、幅频特性装置、电源模块等组成。本设置中信号源的输出频率范围为：1MHz~40MHz且具有自动扫描功能，步进： 1MHz;放大器的输出电压的峰值为1V,且波形无明显失真；远程幅频特性测试装置可用示波器显示放大器输出信号的幅频特性。放大器的输出信号信息与笔记本电脑连接起来时，笔记本电脑就可完成放大器输出信号的幅频特性测试，并能以曲线的方式显现出来。 用设计利DDS原理由FPGA经D/A转换产生扫频信号，再经待测网络实现峰值检测和相位检测,从而完成了待测网络幅频和相频特性曲线的测量和显示。经过调试，示波器显示待测网络频率范围1MHz～40 MHz的幅频和相频特性曲线,该系统工作稳定，操作方便。
关键词：频率特性测试仪、幅频特性、相频特性、FPGA
1.方案设计与论证
单片机的选择
方案一：普通的AT89S51从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。但是运算速度过慢，保护能力很差，AD、EEPROM等功能需要靠扩展,增加了硬件和软件负担 方案二：STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。还支持以太网、USB OTG和外设接口同时工作，因此，开发人员只需一颗芯片就能设计整合所有这些外设接口的网关设备。运算速度大约是51单片机的几十倍
方案三：采用以增强型80C51内核的STC系列单片机。AT89S51具有完整的输入输出、控制端口、以及内部程序存储空间。与我们通常意义上的类似，可以通过外接A/D，D/A转换电路及运放芯片实现对传感器传送信息的采集，且能够提供以点阵或LCD液晶及外接按键实现人机交互，能对内部众多连接对进行精确操控，具有强大的工控能力。其语法结构与我们常用的计算机C语言基本相同
1 电子竞赛培训
1、 经验分享
人员组合与分工
这是很关键的，人员组合主要考虑两点：
1、大家相处融洽，团队有凝聚力，在学习过程中能互相学习，互相鼓励，形成一个良好的学习氛围，要现在的话说叫：和谐；（以实例说明）
2、实现较好的知识组合，即队员之间在知识、技能上扬长避短，科学互补，每组3人，可以按照软件编程、硬件制作、设计总结报告写作三部分进行分工，每个队员各有侧重，分工合作，在制作过程中及时进行分析、交流和经验总结。（说一下三人的工作去向，洪：创业，有一次去买篮球：老板开135，最后50元成交了，现在经商中）
准备过程
1、 要有激情，要有对电子制作的爱好，有句话大家应该很熟悉了：兴趣是最好的老师。孔圣人说过：知之者不如好之者，好之者不如乐之者。所以，我希望大家能够真正的乐在其中。本来有感情基础的可以加深，还没感觉的可以培养，不过，我想大家在这么热的天气不回家避暑，而是坐在这里听我讲课，可见大家对电子制作都是很感兴趣的。
2、 要冷静。你们肯定会觉得很奇怪了，刚叫我们要有激情，这又让我们冷静，老师这不是自相矛盾吗？其实不是的，荀子说过：不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。那我们现在有了这个到“千里之外”的目标和热情，在行动上，就要脚踏实地，一步步来，要不可能就要“大跃进”时一样，雄心壮志，到最后变成“进一退二”了。所以我希望同学们能根据各自小组的实际情况，制定比较切实可行的计划。
3、 要坚持。当时我们那届暑假刚开始时也有大十几组参加集训，最后真正报名参加比赛的有20几组，那中间总共有多少组真正在实验室里呢？你们猜一下？只有4组，不过，我们这4组在比赛是最低的成绩是省二等奖。我们这几组的同学现在大多是公司的技术骨干了。我希望大家能持之以恒，比赛的准备过程也是你学习、进步、挑战自我的过程。
元器件的选购与准备
1、 集中采购，量大价优。我们这的人买东西就喜欢砍价。我和继山每次去买东西，那个老板娘都很无奈，说你们买这么少还要这么优惠。我印象比较深的事情是：一次我去买元器件，问电阻一个多少钱，那小弟说：要多少？我说：20个。他说：5分。
68 ABCDEFGDPGNDABCDEFGDPVCCabcdefgdpgfGNDabdpcGNDde3.8显示电路
3.8.1 LED显示器接口电路
１．LED显示原理
LED（Light Emitting Diode发光二极管）显示器是由发光二极管构成的最为常用的显示器件。数字LED显示器利用７个发光二极管显示数字，通常被称为七段LED显示器、或者数码管。另外，数码管中还有一个圆点型发光二极管，用于显示小数点。结构图如图3.8.１所示。
LED显示器有共阳极接法和共阴极接法。共阳极接法的发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时，公共阳极接＋５V电压。在阴极端输入低电平，发光二极管就导通发光。共阴极接法的发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时，公共阴极接地，在阳极端输入高电平时，发光二极管就导通发光。使用时要注意区分这两种不同接法的LED显示器。
LED导通电压在1.5V左右，工作电流每段约为20mA，直接接在＋5V电平上会使数码管过亮导致损坏，需接一个100～300Ω的限流电阻。
符号和引脚 共阴极接法 共阳极接法
图3.8.１ LED显示器内部结构
２．多位数字显示控制技术
利用多个数字LED显示器可以显示多位数字。一个N位的LED显示器有N根位选线和8×N根段选线。根据显示方式的不同，位选线和段选线的连接方式也不同。段选线控制 69 1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpI/O(1)I/O(2)I/O(3)I/O(4)GND(VCC)1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpI/OI/O显示字符的字形，位选线控制显示位的亮、暗。
